计算机网络刘克成郑珂第3章数据链路层课件教学.pptVIP

计算机网络 第 3 章 数据链路层 第3章 数据链路层 3.1 数据链路层概述 3.2 帧同步功能 3.3 流量控制功能 3.4 差错控制功能 3.5 数据链路层协议 3.1 数据链路层概述 数据链路层是OSI参考模型中的第二层,介乎于物理层和网络层之间，在物理层所提供的服务的基础上向网络层提供服务。数据链路层的作用是对物理层传输原始比特流的功能的加强，将物理层提供的可能出错的物理连接改造成为逻辑上无差错的数据链路，即使之对网络层表现为一条无差错的链路。 数据链路层在相邻结点的物理连接上为网络层建立、维持、释放链路连接，并在链路连接上可靠地、正确地传送链路层协议数据单元(通常称为帧-Frame) 数据链路层的基本功能　向网络层提供透明的和可靠的数据传送服务。 数据链路层最重要的作用，就是通过一些数据链路层协议（即链路控制规程），在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。 链路(link)是一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点。 一条链路只是一条通路的一个组成部分。 数据链路(data link) 除了物理线路外，还必须有通信协议来控制这些数据的传输。若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。 现在最常用的方法是使用适配器（即网卡）来实现这些协议的硬件和软件。 一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能。 数据链路层的基本功能 链路管理：即数据链路的建立、维持和释放。 帧同步：收方应当能从收到的比特流中准确地区分出一帧的开始和结束在什么地方。（数据按帧传送，可在出错时仅重传错帧。） 流量控制：协调发送方与接收方的工作。 差错控制：接收方可通过校验帧的差错编码，判断接收到的帧是否有差错。 透明传输：所谓透明传输就是不管所传数据是什么样的比特组合，都应能够在链路上传送。 寻址：在多点连接的情况下，保证每一帧都能送到正确的目的站。 将数据和控制信息区分开 3.2 帧同步功能 为了使传输中发生差错后只将出错的有限数据进行重发，数据链路层将比特流组织成以帧为单位传送。 帧的组织结构必须设计成使接收方能够明确的从物理层收到的比特流中区分出帧的起始与终止，这就是帧同步要解决的问题。 同步的方法 字符填充的首尾定界符法 比特填充的首尾定界符法 1. 封装成帧 封装成帧(framing)就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。确定帧的界限。 首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。 用控制字符进行帧定界的方法举例 2. 透明传输 解决透明传输问题 发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”(其十六进制编码是 1B)。 字节填充(byte stuffing)或字符填充(character stuffing)——接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。 如果转义字符也出现数据当中，那么应在转义字符前面插入一个转义字符。当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前面的一个。 3.2.1字符填充的首尾定界符法 该同步方法是用一些控制字符来标识一帧的起始与终止。 例如，我们可以把STX（Start of Text）和ETX（End of Text）作为控制字符，分别标识帧的开始和结束。 STX和ETX对应的ASCII码分别是0x02和0x03。 在这种帧同步方式中，为了不使数据中与控制字符相同的字符被误判为帧的首尾定界符，可以在这种数据帧的帧头填充一个转义控制字符DLE （其ASCII码为0x16）。这样，用DLE STX 标识帧的开始，用DLE ETX 标识帧的结束。 发送方： 若帧的数据中出现DLE字符，则在前面插入一个DLE字符。 接收方： 若发现DLE字符后紧接DLE字符，删除连续两个DLE字符中的前一个，把后面的DLE字符作为普通字符，不再作为转义控制字符。 若转义控制字符DLE后跟的不是DLE字符，则把后面的字符作为控制字符。 透明传输 3.2.2 比特填充的首尾定界符法 在前面介绍的字符分界法中存在一个大的不足，那就是它仅依靠8位模式。而事实上，并不是所有的字符编码都使用8位模式，如UNICODE编码就使用了16位编码方式。 “比特填充的首尾界定符法”是以一组特定的比特模式（来标志一帧的起始与终止，它允许任意长度的位码，也允许任意每个字符有任意长度的位。 透明传输 发送端： 若发现要发送的数据中有 5 个连续 1，则立即填入一个 0。 接收端： 对帧中的数据比特流进行扫描。每当发现 5 个连续1时，就把这 5 个连续 1 后的一个 0 删除。 例题： PPP协议使用同步传输技术传送比特串0110111111111100。试问经过零比特填充后变成怎样的比特串?